羅松 高望 易小峰
摘要 隨著高速公路的發(fā)展,部分現(xiàn)有斜腿剛構(gòu)跨線橋的跨徑不滿足高速公路擴寬的需求,面臨拆除重建。為提高拆除施工的便捷性、安全性,文章以沈海高速拓寬工程某跨線橋拆除為例,提出了一種采用移動裝備快速拆除斜腿剛構(gòu)橋的方法。實踐表明,該施工方法效率高,安全可靠,大大降低了橋梁拆除施工對高速公路交通的影響。
關(guān)鍵詞 斜腿剛構(gòu)橋;跨線橋;移動裝備;快速拆除;交通影響
中圖分類號 U448.17;U445.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2022)10-0073-03
0 引言
由于近年來我國交通的高速發(fā)展,高速公路改擴建工程項目日益增多,如何盡可能避免對既有高速公路運營的干擾,順利實施擴建工程尤其是不滿足要求的跨線橋梁拆除工程,是現(xiàn)如今施工企業(yè)的一大難題。橋梁拆除主要采用爆破、機械破碎、分塊切割吊裝等方法,對高速公路運營影響大,實施過程中占用太多的社會成本。作業(yè)以具體工程案例為例,提出一種采用移動裝備拆除跨線橋的新型方案,降低了拆除施工對高速公路運營的影響,取得了一定的社會效益。
1 工程概況
沈海高速公路雙向四車道路基寬28 m,橋梁跨度為(13.7+29.1+13.7)m,橋面寬度為8 m,梁高0.8~1.5 m。上部結(jié)構(gòu)拆除方量383.8 m。
高速公路四改八擴寬改建,擴寬后的路基寬48 m,現(xiàn)有斜腿剛構(gòu)橋跨徑不滿足道路擴寬要求,需對其進行拆除。
2 拆除方案比選
常規(guī)的橋梁拆除方法有爆破法、機械破碎法、切割分塊吊裝法。爆破拆除法審批手續(xù)復(fù)雜,造價高[1-2];機械破碎法作業(yè)時間長,對道路影響大;切割分塊吊裝法工序復(fù)雜[3-6]。同時以上常規(guī)方案均對高速公路交通影響較大,作業(yè)時間大于8 h。
該文提出一種采用移動裝備快速整體移除的方法,將跨路梁段整體移出路面后拆除,占路作業(yè)時間4 h,對交通影響較小。將整體移除法與常規(guī)方從安全性、先進性、適用性、造價等方面對比見表1。通過比選發(fā)現(xiàn)整體移除法在適用性上優(yōu)勢突出,最終選用整體移除法進行橋梁拆除。該方法已成功應(yīng)用于連續(xù)梁橋的拆除[7-8]。
3 橋梁拆除設(shè)計
3.1 裝備設(shè)計
移運裝備由具有頂升、萬向行駛的SPMT車組和模塊化支撐系統(tǒng)組成,SPMT可升降±35 cm,模塊化支撐系統(tǒng)由0.3 m、0.5 m、1 m、3 m的鋼支撐連接而成,可滿足梁體不同凈空要求。單個獨立裝備可由多個獨立裝備通過控制系統(tǒng)連接同步作業(yè)。
斜腿剛構(gòu)橋跨路段宜采用2組獨立移運裝備支撐形成簡支結(jié)構(gòu)體系,為充分利用既有高速公路路面作為移運路徑,同時考慮減少梁段懸臂,兩組獨立裝備外邊緣間距25 m,斜腿剛構(gòu)橋移運裝備布置見圖1。
3.2 梁體設(shè)計
3.2.1 梁體分段設(shè)計
(1)為減少梁體移運占路施工時間,對梁體非跨路段提前切割拆除,梁端距外側(cè)支撐5.7 m。
(2)拱腿切割面位于拱腳以上2 m,封閉交通前在拱腿上鉆工藝孔,模塊車預(yù)頂梁體后,快速切割拱腿。
3.2.2 梁體體系轉(zhuǎn)換計算分析
橋梁拆除施工結(jié)構(gòu)體系包括:原始狀態(tài)→邊跨切割→梁體頂升。
按以上工況建立有限元計算模型,驗算各控制截面(見圖2)的抗彎、抗剪承載能力。B截面各工況抗彎、抗剪驗算匯總見表2,拆除過程結(jié)構(gòu)安全可控。
4 橋梁拆除施工
總體施工流程為:臨時場地施工→裝備組拼→梁體預(yù)切→梁體移除→梁體破碎。
4.1 臨時場地及移運路徑施工
在橋址附近選擇20 m寬40 m長的臨時場地作為施工區(qū)域,場地開挖至路面標高以下20 cm后平整夯實,然后現(xiàn)澆20 cm厚C30混凝土。場地基本平整,順接高速公路路面標高。
梁體移運盡量利用現(xiàn)有高速公路路面作為移運路徑,其中需要對中央分隔帶硬化處理20 m區(qū)域作為梁體轉(zhuǎn)體移運路徑,見圖3。
4.2 裝備組拼
在臨時場地內(nèi)設(shè)置1.5 m高的支腿,在支腿上組拼模塊化支撐系統(tǒng),支撐系統(tǒng)構(gòu)件均采用螺栓連接。SPMT車組進場后行駛至支撐系統(tǒng)底部,升高車組與支撐系統(tǒng)接觸并連接。
4.3 梁體預(yù)切
兩側(cè)非跨路梁段在橋下交通封閉之前分塊切割吊裝拆除,采用鏈鋸進行切割,80 t汽車吊進行吊裝,分塊重量控制在20 t以內(nèi),分塊方式見圖4。
4.4 梁體移除
4.4.1 裝備就位
兩組獨立的移運裝備在高速公路封閉后快速行駛至梁底指定位置,按提前規(guī)劃的輪胎邊緣線進行定位,并以兩組裝備之間間距進行校核,保證兩組車輛平行。
車輛完成定位后升高SPMT,使支撐系統(tǒng)與梁底基本接觸,并采用楔形鋼板對脫空處進行抄實,保證各支撐點充分接觸。
4.4.2 梁體預(yù)頂
一鍵同步啟動裝備的頂升油缸,按移運梁段105%自重荷載進行預(yù)頂升。加載過程中對梁體控制截面進行過程監(jiān)控。
4.4.3 拱腿切割
每個拱腿斷面布置2臺切割設(shè)備同步切割,切割面應(yīng)沿梁體移運方向向下傾斜,保證梁體移運不卡殼。切割過程中觀測車輛的油壓變化在合理范圍內(nèi),遇梁體切割卡繩時應(yīng)適當增加梁體頂升預(yù)頂力,切割示意圖見圖5。
4.4.4 梁體移運落架
整體頂升移運梁段使其與拱腳段脫離,然后直行、中心旋轉(zhuǎn)、直行至臨時場地,降低SPMT模塊車高度使模塊化支撐系統(tǒng)落于臨時支墩上完成梁體移運落梁。
梁體移運為施工重難點,在梁體移運前應(yīng)進行移運路線規(guī)劃,開展施工現(xiàn)場現(xiàn)狀調(diào)查工作,充分掌握現(xiàn)場實際地質(zhì)條件、物體空間位置關(guān)系、地面障礙物等情況,在充分了解自行式液壓模塊車(SPMT)馱運系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上,結(jié)合項目的實際需求,利用BIM技術(shù)制定上部梁體拆除平面二維移運路線。
4.4.5 占路施工時間匯總
梁體快速移運占路施工時間4 h,各分項工作時間匯總見下表。施工期間控制每項施工內(nèi)容作業(yè)時間,提前完成施工可提前恢復(fù)交通。
5 結(jié)語
如今,政府相關(guān)職能部門對工程建設(shè)期間的安全、環(huán)保等要求愈加嚴格。橋梁構(gòu)造物拆除作為改擴建工程中的重難點工程,常規(guī)施工手段對人們的正常出行產(chǎn)生的干擾太大,占用企業(yè)成本相對較高,施工企業(yè)也不斷在探索與嘗試一些先進的施工工藝。該文依托工程實例提出一種采用移動裝備快速拆除斜腿剛構(gòu)橋的方法,占路施工時間僅需4 h,較之爆破、切割分塊吊裝拆除等常規(guī)施工方法,優(yōu)勢顯著,在類似工程中極具借鑒意義。
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